基于多级滤波器的红外运动小目标实时跟踪

作     者：程胜莲 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王岳环

授予年度：2006年

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

主      题：红外图像 小目标跟踪 背景抑制 多级滤波 实时处理 

摘      要：红外成像跟踪系统由于处理的是多维信号,且为被动检测技术,具有隐蔽性好、抗干扰能力强、跟踪精度高等优点,在许多领域有着重要的应用,如导弹制导、医疗及智能交通系统等。随着应用需求的不断提高,要求最大限度地尽早发现目标,使得人们对序列图像中远距离、低信杂比的运动小目标的检测和跟踪技术产生了浓厚的兴趣,并成为当前研究的热点之一。 本文对红外序列图像运动小目标的实时检测与跟踪进行了研究,主要内容如下: (1)对红外背景抑制技术进行了研究,在总结几种典型预处理技术基础上,提出了一种基于融合的改进结构多级滤波器。仿真实验表明,改进结构的多级滤波器可以有效地解决多尺度小目标的自适应增强的问题。 (2)介绍了红外成像跟踪系统的组成,着重对红外成像跟踪技术进行了研究;在探讨多目标跟踪的典型问题基础上,实现了一种基于目标多特征融合的数据关联方法。 (3)提出了一种云层杂波背景下检测小目标的算法,并实现了一种单色红外序列图像运动小目标的搜索与跟踪算法;探讨了影响跟踪稳定性的几种情况,针对红外诱饵与目标在双色中的不同特性,实现了一种基于双色红外图像融合的运动小目标跟踪算法;实验表明,该跟踪算法在红外诱饵干扰时具有良好的稳定性。 (4)对跟踪算法的实时实现进行了研究,首先实现了均值模板多级滤波算法模块的快速计算;针对C6000系列DSP,介绍了算法实现时编程语言的优化方法;最后基于具体图像处理系统硬件拓扑结构研究了算法并行分配的实现。